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圖1   Tubilaser為格魯吉亞第比利斯和平之橋（左）和愛(ài)爾蘭都柏林的阿維瓦球場(chǎng)（右）所提供的管筒件（圖片來(lái)自Shutterstock.com）

這家公司為包括橋梁及場(chǎng)館建設(shè)、農(nóng)機(jī)、滑雪纜車構(gòu)造、室內(nèi)設(shè)計(jì)、建筑以及一般制造在內(nèi)的多個(gè)行業(yè)服務(wù)（圖1）。簡(jiǎn)而言之，其客戶可以有對(duì)使用激光切割鏈接管件的任何需要（圖2）。Tubilaser最早購(gòu)買了BLM的激光切管技術(shù)以增強(qiáng)其在與其他金屬加工廠競(jìng)爭(zhēng)中的優(yōu)勢(shì)。“這使我們能夠以更低的成本為客戶提供更好的質(zhì)量。”Guido Bonaldo在介紹中表示。

圖2   Tubilaser生產(chǎn)的零件包括軸（左上）、吊燈（右上）、燈具（左下）以及桁架（右下）

激光切管

Tubilaser首次投資激光管材切割時(shí)購(gòu)買了BLM的小口徑切割機(jī)，使用CO2激光器作為光源，可以切割直徑為4.75英寸、長(zhǎng)度為20英尺的管。第二臺(tái)切割機(jī)則采用了3.5 kW的CO2激光器，可以切割直徑為20英寸、長(zhǎng)度為50 英尺、厚度為0.625英寸的管。除了切割圓管，還切割方形管、矩形管、橢圓管、腔管、彎管以及工字梁管（圖3）。

圖3   采用激光切割的管和梁（圖片由BLM提供）

2014年，Tubilaser購(gòu)買了其首臺(tái)使用光纖激光器的切割機(jī)，采用IPG 3 kW光纖激光器。這臺(tái)激光器增強(qiáng)了他們加工大型管的能力（圖4）。

圖4   光纖激光切割系統(tǒng)正在運(yùn)行 （圖片由BLM提供）

采用激光切割大型管，絕對(duì)是15年前Bonaldo在具有高瞻遠(yuǎn)矚的企業(yè)家精神的情況下所做出的決定。他立刻意識(shí)到激光切割，甚至是大型管激光切割的潛在優(yōu)勢(shì)。最初投資激光切割機(jī)時(shí)這些優(yōu)勢(shì)并不明顯，“起初，所有客戶認(rèn)為我為一臺(tái)機(jī)器做出的如此巨大的投資絕對(duì)是瘋了，”他指最初決定購(gòu)買激光切管機(jī)。“最開始，大型部件和結(jié)構(gòu)件沒(méi)有一點(diǎn)生意。我們不得不努力與客戶工程部門合作，令設(shè)計(jì)師相信使用激光加工的諸多優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)在小型管生意上非常明顯，但要讓客戶相信它用于更大、更重的管時(shí)一樣出眾卻還要等些時(shí)候。”

慢慢地，Tubilasers的客戶開始意識(shí)到激光切割的優(yōu)勢(shì)，開始為他們的零部件采用創(chuàng)新的設(shè)計(jì)解決方案。而如今，即使是簡(jiǎn)單的應(yīng)用，也要用到激光切割工藝。Tubilaser生產(chǎn)經(jīng)理Flavio Colusso這樣解釋道：“該優(yōu)勢(shì)不在與單一部件的自動(dòng)化生產(chǎn)，而在于他們覆蓋了項(xiàng)目的整個(gè)生產(chǎn)流程，同時(shí)與傳統(tǒng)工藝相比降低了所有的成本。”為了證明自己的觀點(diǎn)，Colusso舉例說(shuō)明：“比如說(shuō)2根長(zhǎng)40英尺的大直徑圓形管。這些管要切出90°的槽，沿著管的方向還要切出其他的槽，這樣其他的管才能插進(jìn)來(lái)組成管筒結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在，你要注意這些槽的切割方向必須與90°槽的方向一致。一個(gè)小錯(cuò)誤，甚至是1°的誤差，就會(huì)在管的另一端有很大的偏差。用傳統(tǒng)手工工藝制造時(shí)這種錯(cuò)誤很普遍。返工以糾正此類錯(cuò)誤的時(shí)間幾乎是無(wú)止境的。這意味著成本超標(biāo)，而且此類返工件的外觀也從來(lái)都不好看。激光管切機(jī)能夠以傳統(tǒng)手工工藝無(wú)法比及的精確性和重復(fù)性完全自動(dòng)化地加工這些大型管。”

由于回轉(zhuǎn)卡盤牽引，切割機(jī)的3D傾斜切割頭可以沿管的方向移動(dòng)。這種方法為沿工件的任何部位切割提供了高度的精確度和靈活性。“我們所有的客戶對(duì)切割精度和質(zhì)量都相當(dāng)滿意，”公司創(chuàng)始人之子Filippo Bonaldo表示。多虧了激光切割工藝，Tubilaser目前以短訂貨周期和低成本供應(yīng)高質(zhì)量零部件。這就是當(dāng)客戶將他們與其他用陳舊的傳統(tǒng)手工工藝與其競(jìng)爭(zhēng)的加工廠相比較時(shí)發(fā)現(xiàn)的巨大優(yōu)勢(shì)。

“傳統(tǒng)方法按要求生產(chǎn)一個(gè)零件的總生產(chǎn)時(shí)間（以及成本）無(wú)法提前確定，因?yàn)檫@取決于諸多因素，最重要的因素就是加工者的手藝，” Colusso表示。“用激光器卻不同。按需生產(chǎn)任何部件，甚至是后續(xù)需要焊接的坡口切割，其成本和時(shí)間可以提前計(jì)算。無(wú)論是生產(chǎn)一個(gè)部件還是成百上千個(gè)部件，計(jì)算成本和實(shí)際成本一致。我們的客戶非常看重成本與質(zhì)量的優(yōu)勢(shì)。”

“成功項(xiàng)目中的一個(gè)例子就是生產(chǎn)鐵路上的復(fù)雜管狀結(jié)構(gòu)，”Bonaldo表示。“這些結(jié)構(gòu)體安裝在鐵路沿線，用來(lái)懸掛列車的信號(hào)燈和其他指示燈。這些管材用激光切割以后運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)，準(zhǔn)備安裝。安裝期間無(wú)需更多調(diào)整或任何其他返工修補(bǔ)，像拼圖一樣安裝這種結(jié)構(gòu)體。”他繼續(xù)解釋到，“在傳統(tǒng)工藝中，不同時(shí)期操作工的手藝與以往都不同。在過(guò)去，只要你給他圖紙，操作工自己就可以制造出一個(gè)配件。新工人沒(méi)有這種技能。任何錯(cuò)誤都會(huì)有很大的經(jīng)濟(jì)損失，因?yàn)槟阋椿ㄙM(fèi)很多時(shí)間去返工或修復(fù)，要么重新開工。由于大直徑管的材料費(fèi)非常昂貴，一個(gè)操作工根本無(wú)法獨(dú)自完成。”

光纖激光的優(yōu)勢(shì)

新型BLM切割機(jī)被設(shè)計(jì)用于厚壁大管的切割，而光纖激光器以高速切割薄板材料所具有的最佳性能而聞名，所以你不一定能立即反應(yīng)到這種新型切管機(jī)使用的是光纖激光器。選擇光纖激光器是由于其總體運(yùn)行成本更低。“筒體結(jié)構(gòu)和農(nóng)機(jī)具行業(yè)對(duì)價(jià)格及其敏感——對(duì)零件成本控制得很嚴(yán)格，” Bonaldo說(shuō)。“光纖激光技術(shù)，以更低的能耗和更少的維護(hù)，幫助節(jié)約單位成本。它還能夠切割其他在使用CO2激光器時(shí)，切割質(zhì)量不好的材料——鍍鋅板、紫銅、黃銅、不銹鋼。對(duì)于任何管材加工廠，這是一種非常重要的能力。”實(shí)際上，與CO2激光器相比，光纖激光器耗電相當(dāng)少；也沒(méi)有鏡片需要調(diào)整、清潔和維護(hù)。如果使用CO2激光器，會(huì)因維護(hù)而停機(jī)停產(chǎn)。此外，光纖激光器內(nèi)部有備用模塊，如果運(yùn)行模塊出現(xiàn)問(wèn)題，備用模塊也可以激活運(yùn)行。

圖5   光纖激光器切割黃銅及紫銅 

雖然起初有些遲疑，但現(xiàn)在Tubilasers 的客戶理解到高精度、高質(zhì)量部件可以在現(xiàn)場(chǎng)安裝及焊接的優(yōu)勢(shì)，因此激光切割工藝成為他們加工管材類零部件的最新標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)設(shè)計(jì)師也感受到了光纖激光技術(shù)所提供的潛在的新的設(shè)計(jì)自由，而他們已經(jīng)開始在設(shè)計(jì)美觀、創(chuàng)新性的結(jié)構(gòu)體時(shí)對(duì)光纖激光技術(shù)靈活自如運(yùn)用。

吸引人的設(shè)計(jì)、加工零部件的高度精確性、更低的單位成本、更少的維護(hù)及安裝時(shí)間，均證明了多年前Guido Bonaldo將大型厚壁管材管道的加工賭在激光切割技術(shù)上的正確性。

本文發(fā)表于英文版《工業(yè)激光解決方案》（2016年3月）

作者Giovanni Zacco, BLM公司業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理